mysql中InnoDB引擎中頁的概念

Innodb中頁的概念

基礎結構

Page是Innodb存儲的最基本結構，也是Innodb磁盤管理的最小單位，與數據庫相關的全部內容都存儲在Page結構裏。Page分爲幾種類型：數據頁（B-Tree Node），Undo頁（Undo Log Page），系統頁（System Page），事務數據頁（Transaction System Page）等；每一個數據頁的大小爲16kb，每一個Page使用一個32位（一位表示的就是0或1）的int值來表示，正好對應Innodb最大64TB的存儲容量(16kb * 2^32=64tib)
一個Page的基本結構以下：

頭部數據

每一個page都有通用的頭和尾，可是中部的內容根據page的類型不一樣而發生變化，頭部的數據以下：

page頭部保存了兩個指針，分別指向前一個Page和後一個Page，頭部還有Page的類型信息和用來惟一標識Page的編號。根據這個指針分佈能夠想象到Page連接起來就是一個雙向鏈表

主體數據

在Page的主體部分，主要關注數據和索引的存儲，他們都位於User Records部分，User Records佔據Page的大部分空間，User Records由一條條的Record組成，每條記錄表明索引樹上的一個節點（非葉子節點和葉子節點）；在一個單鏈表的內部，單鏈表的頭尾由兩條記錄來表示，字符串形式的「 Infimum」表明開頭，「Supremum」表示結尾；System Record 和 User Record是兩個平行的段；
Innodb中存在四種不一樣的Record，分別是

1. 主鍵索引樹非葉子節點

2. 主鍵索引樹葉子節點

3. 輔助鍵索引樹非葉子節點

4. 輔助鍵索引樹葉子節點

這四種節點Record格式上有差別，可是內部都存儲着Next指針指向下一個Record

User Record

User Record在Page內以單鏈表的形式存在，最初數據是按照插入的前後順序排列的，可是隨着新數據的插入和舊數據的刪除，數據物理順序發生改變，可是他們依然保持着邏輯上的前後順序

把User Record組織形式和若干Page組織起來，就獲得了稍微完整的形式：

如何定位一個Record：

1. 經過根節點開始遍歷一個索引的B+樹，經過各層非葉子節點達到底層的葉子節點的數據頁（Page），這個Page內部存放的都是葉子節點

2. 在Page內部從「Infimum」節點開始遍歷單鏈表（遍歷通常會被優化），若是找到鍵則返回。若是遍歷到了「Supremum」，說明當前Page裏沒有合適的鍵，這時藉助Page頁內部的next page指針，跳轉到下一個page繼續從「Infmum」開始逐個查找

User Record內部的數據

User Record內部存儲了四種格式的數據：

1. 主索引樹非葉子節點（綠色）

   • 子節點存儲的主鍵裏最小的值，這時B+樹必須的，做用是在一個Page裏定位到具體的記錄的位置

   • 最小的值所在的Page的編號，做用是定位到對應的Record所在的Page

2. 主索引樹葉子節點（黃色）

   • 主鍵，B+樹所必須的，也是數據行的一部分

   • 除去主鍵之外的全部列，這時數據行的除去主鍵的其餘全部列的集合

3. 輔助索引樹非葉子節點（藍色）

   • 子節點裏存儲的輔助鍵值裏的最小值，這時B+Tree必須的，做用是在一個Page裏定位到具體記錄的位置

4. 輔助索引樹葉子節點（紅色）

   • 輔助索引鍵值，是B+樹必須的

   • 主鍵值，用來在主索引樹裏在作一次B+樹檢索來找到整條記錄

總體的查找過程

簡介的樹形查找示意圖

Page和B+樹之間並無一一對應的關係，Page只是做爲一個Record的保存容器，它存在的目的是便於對磁盤空間進行批量管理。